Biogeochemia to interdyscyplinarny kierunek studiów, który zajmuje się różnymi procesami wpływającymi na skład przyrody, w tym ziemi i atmosfery. Procesy te mogą mieć charakter chemiczny, biologiczny, fizyczny lub geologiczny, stąd nazwa biogeochemia. Dziedzina ta jest ściśle związana z ekologią, ponieważ dotyczy większości życia na Ziemi, chociaż bardziej niż ekologia koncentruje się na kwestiach czysto środowiskowych. Dziedzina jest szczególnie zainteresowana szeroko zakrojonymi cyklicznymi procesami, przez które przechodzą niektóre pierwiastki i substancje, takie jak węgiel, azot i woda. Na przykład w cyklu węgla biogeochemik śledzi ruch węgla w atmosferze, integrację z organizmami, uwalnianie poprzez rozkład i wiele innych procesów.
Środowisko naturalne, którym zajmuje się biogeochemia, składa się z wielu różnych części. Biosfera, w której znajdują się wszystkie ekosystemy, jest zasadniczo podsumowaniem życia na ziemi. Litosfera obejmuje zewnętrzną skorupę Ziemi lub ogólnie skalistą zewnętrzną warstwę każdej planety, która zmienia się znacząco w czasie. Hydrosfera obejmuje całą wodę na ziemi, pedosfera obejmuje najbardziej zewnętrzną warstwę lądu i gleby na ziemi, a atmosfera obejmuje gazy otaczające ziemię. Wszystkie te aspekty Ziemi nieustannie oddziałują na siebie poprzez wiele procesów, które są bardzo interesujące dla biogeochemików.
Badacze w dziedzinie biogeochemii mają wiele różnorodnych celów, ponieważ wielu z nich specjalizuje się w różnych aspektach dyscypliny, takich jak chemia, biologia, ekologia czy oceanografia. Jednym z głównych celów badań biogeochemicznych jest opracowanie modeli komputerowych dla wielu procesów, które badają ci naukowcy. Procesy te często zachodzą przez długi czas, więc modele komputerowe pozwalają naukowcom badać je w sposób, który nie jest ograniczony przez kwestie czasowe. Kolejnym przedmiotem badań jest zmiana klimatu; biogeochemicy są zainteresowani monitorowaniem i modelowaniem zmian klimatu, aby zrozumieć ich przyczyny i, jeśli to konieczne, zalecić działania mające na celu ich odwrócenie lub spowolnienie.
Biogeochemia nie jest zagadnieniem ściśle akademickim. Biogeochemicy są czasami również aktywni w rządzie i przemyśle, zwykle w charakterze doradczym. Biogeochemicy mogą doradzać przywódcom rządowym w kwestiach środowiskowych i działań, które należy podjąć w celu ich naprawienia. Mogą pełnić podobną rolę w przemyśle, doradzając liderom przemysłu w zakresie wpływu ich działalności na środowisko i rekomendując najlepsze lokalizacje dla niektórych rodzajów działalności przemysłowej. Czasami biogeochemicy są nawet zaangażowani w poszukiwanie złóż rudy.